第3章 生物与环境10

§1 物 种

林奈：第一个用双名法给动植物命名的人，把生物物种看成是一个个固定不变的单位，它们都各有各的颜

色、形态、结构和其他特征。 （Caragana microphylia L ） 达尔文对变异的研究，华莱士对生物地理分布的研究和孟德尔遗传学的研究都强调种内变异普遍性。性二型现象的出现，使同一物种的雌雄个体看上去象两个不同的物种。很多密切相关的种类在地理分布上可以互相取代。变异体是逐渐融合的，所以很难把它们截然分开。 （The Origin of Species ）

梅厄：生物种就是一组彼此能够互配并产生后代的种群，而且组与组之间在生殖上是被隔离的。物种是生活在某一区域类似环境中的某些生物个体的总和，在它们之间存在着实际或潜在的互配关系并能产生正常的后代。

《生态学》教材汇总定义：物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、生态、行为）联系起

来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。

基因型：是种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的内在因素。 表 型：与环境结合后实际表现出的可见性状。 可塑性：一个物种的性状随环境条件而改变的程度。

§2 环境的概念与类型

一、环境的概念

环境

是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的

总和。

在生物科学中，环境是指生物的栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素 在环境科学中，人类是主体，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体。

二、环境的分类

   

按环境的主体，分为人类环境和生物环境。

按环境的性质，自然环境、半自然环境和社会环境。

按人类对环境的影响，原生环境（自然环境）和次生环境（半自然环境和人工环境）。 按环境的范围，宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和内环境。  大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定，如大气环流、地

理纬度、距海洋距离、大面积地形等。

 如不同气候的地理区域，影响到生物的生存与分布，产生了生物种类的一定组合特征或生物群系，

例如热带森林、温带森林和苔原。反之，根据这些生物群系的特征，可以区分各个不同的气候区域，如热带、温带及寒带。  小环境中的气候称小气候，是指近地面大气层中1.5m以内的气候。小气候变化大，受局部地形、植被

和土壤类型的调节，与大气候有极大的差别。

 小气候变化大，受局部地形、植被和土壤类型的调节，与大气候有极大的差别。小气候直接影响生

物的生活，例如植物根系接触的是土壤小环境，叶片表面接触的是气体环境，由温度、湿度、气流的变化而形成的小气候对树冠的影响可以产生局部生境条件的变化。

§3 生态因子作用分析

 生态因子的概念及分类  生态因子作用的一般特征  生态因子的限制性作用

 生物对各生态因子耐受性之间的相互关系 1、定义 生态因子

环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。例如，温度、湿度、食物、空气、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的全部要素。生存因子是生态因子中对生物生存不可缺少的因子。 生态环境

所有的生态因子综合作用。 生境

具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。

2、生态因子分类

生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类： 生物因子 ：有机体（同种和异种）。

非生物因子 ：温度、光、湿度、pH、氧气等。 有的学者根据性质将生态因子分为五类：

气候因子：包括光、温度、湿度、降水量和大气运动等。

土壤因子 ：主要指土壤的物理、化学性质、营养状况等，如土壤湿度、质地、母质、容重、孔隙度、pH、

盐碱度、肥力等。

地形因子：指地表特征，如地形起伏、海拔高度、山脉走向、坡度、坡向等地貌特征。

 生物因子：指同种或异种生物之间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。 人为因子 ：指人类活动对生物和环境的影响。 Begon等将非生物因子分为条件和资源两类 ： 条件：温度、湿度、 pH等。

资源：营养物质、水、辐射能等。

Smith等将生态因子分成密度制约因子和非密度制约因子：

密度制约因子：食物、天敌等生物因子。作用强度随种群密度的变化而变化，因此有调节种群数量，维

持种群平衡的作用，如食物、天敌和流行病等各种生物因子。

非密度制约因子：温度、降水、气候等因子。作用强度不随种群容忍度的变化而变化，不随种群密度而变化，如温度、降水和天气变化等非生物因子。

Мончадский（蒙恰斯基）将生态因子 分为稳定因子和变动因子：

稳定因子(steady factors)：指终年恒定的因子，如地心引力、地磁、太阳辐射常数等长年恒定的因子。决定生物的分布。

变动因子(variable factors)：周期性变动：春夏秋冬、潮夕涨落；非周期性变动：风、降水、捕食。影响生物的数量。

二、生态因子作用的一般特征

综合性

 如，光强度的变化必然会引起大气土壤温湿度的变化。 N、P、K比例不同会导致产量有区别。 主导因子作用（非等价性）

如，光周期现象中的日照长度和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。

特点：对环境来说，主导因子的改变会使环境的全部生态关系发生改变，使综合环境发生质的变化；对

生物来说，主导因子的存在与否和数量变化会使生物的生长发育发生明显的改变。 直接性和间接性

如，植物的分布，光照、温度、水分状况直接影响，而地形是通过影响光照和水分等因子间接产生影响。 限定性（因子作用的阶段性）

如，低温对某些作物的春化阶段是不可缺少的，但在其后的生长阶段则是有害的。 生态因子的不可替代性和互补性

如，光照减弱所引起的光合作用下降可靠CO2浓度的增加得到补偿，锶大量存在时可减少钙不足对动物造

成的有害影响。

（二）限制因子(Blackman,1905)

生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。

限制因子概念的意义

为分析生物与环境相互作用的复杂关系奠定了一个便利的基点。 有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节。 Victor Ernest Shelford (1877-1968) 维克多·谢尔福德，美国动物生态学家，美国生态学会第一任主席；于1913年提出“耐性定律”即“谢尔福德耐性定律”第一个应用了“Biome(生物类群)”这个名词；著有《实验室及野外生态学》和《温带美洲的动物群落》等。

1、耐性定律

不同种生物，对同一生态因子的耐性范围不同； 同一生物种，对不同生态因子的耐性范围不同；

生物的耐性限度会因发育时期、季节、环境条件的不同而变化； 生物的耐性限度受到生理生态幅和生态生态幅的影响。

（1）自然界耐性限度的实际范围几乎都比潜在范围狭窄； （2）生物的耐性限度是可以改变的；

（3）影响生物的各个因子之间，存在明显的相互关联。

生物种的耐性限度图解（仿Smith,1980）

2、生态幅

定义

每种生物对一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点，在最高

点和最低点之间的范围就称为生态幅或生态价。 特点

生态幅主要决定于各个种的遗传特性 窄温种的温度三基点紧靠在一起

生态幅常常为物种适应范围很窄的生态因子所限制 生态幅往往决定于生物的临界期

生理最适点与生态最适点常常是不一致的 生态幅决定不同物种分布区的不完全重叠性

由于种间竞争引起一个物种的

生理最适范围与生态最适范围的分离(Barbour, 1980)

生物在与环境相互作用、协同进化过程中，每个种都留下了深刻的环境烙印。因此，常用生物作为指示者，反映环境的某些特征。

天气：燕子低飞要下雨；蜻蜓高飞天要晴；

地下水：我国北方草原区，芨芨草成片生长的地段，有浅层地下水分布； 矿藏：安徽的海洲香薷，指示铜矿的存在。

§4 生态因子的生态作用及生物的适应

一、光因子的生态作用及生物的适应 二、温度因子的生态作用及生物的适应

一、光因子的生态作用及生物的适应

 光的性质与组成

    地球表面太阳光的分布

光强的生态作用与生物的适应 光质的生态作用与生物的适应 生物对光周期的适应

(一)光的性质与组成

光质

低纬度地区短波光多，随纬度增加长波光增加，随海拔升高短波光增加；夏季短波光较多，冬季长波光较多；早晚长波光较多，

中午短波光较多。

日照时间

除两极外，春分和秋分时全球都是昼夜相等；在北半球，从春分至秋分昼长夜短，夏至昼最长，并随纬度的升高昼长增加。从秋分至春分昼短夜长，冬至昼最短，并随纬度的升高昼长变短。北极夏半年全为白天，冬半年全为黑夜。赤道附近终年昼夜相等。 光照强度随时间和空间变化。随纬度升高光照强度减弱，随海拔升高光照强度增加。一年中，夏季光照强

度最大，冬季最弱。一天中，中午光照强度最大，早晚最弱。光照强度还随地形而变化。 水体中太阳辐射的减弱比大气中更为强烈，光质也有更大变化。水体中的辐射强度随水深度的增加而呈指数函数减弱。

(三)光强的生态作用与生物的适应

1、光强对生物的生长发育和形态建成的作用

   

光合作用能量的来源，适宜的光照能促进细胞的增大和分化，影响细胞的分裂和伸长。

促进组织和器官的分化，制约器官的生长和发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例 光照强度影响动物的发育，如蛙卵、鲑鱼卵在有光情况下，发育也快。

光强和体色也有一定的关系，如蛱蝶养在光亮环境中，体色变淡，生活在黑暗环境中体色变深。

2、光照强度与水生植物

 

水生生物— 水生植物在水中的分布与光照强度有关。

光补偿点：光的穿透性限制着海洋植物的分布，只有在海洋表层的透光带内，植物的光合作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡，就是所谓的补偿点。

3、植物对光照强度的适应性

(2)不同植物对光强的反应

光饱和点(saturate point,SP) ：在一定范围内，植物随着光照强度的逐渐增大，光合作用的速率逐渐加快，当光照强度达到一定限度时，光合作用不再加快，这时的光照强度称为光饱和点。

光补偿点(compensation point，CP) ：在一定范围内降低光照强度时，光合能力也随之下降，当光照强度降到植物的光合强度和呼吸强度相等时，这时的光照强度就称为光补偿点。

光饱和点和光补偿点分别代表植物对强光和弱光的利用能力，可作为植物需光特性的指标。 1、光质对植物的影响

红、橙光：叶绿素吸收最多，且具最大光合活性，红光还能促进叶绿素的形成，并有利于糖的合成。 青蓝紫光：蓝紫光和青光能抑制植物的伸长而致矮化；引起植物向光的敏感性，并能促进花青素等的形成。 绿光：很少被吸收利用。

红外线：抑制植物体内某些生长激素的形成，从而抑制茎的伸长。

紫外线：引起植物向光敏感性，并促进花青素的形成。杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各种物体表面的微生物，因而可减少病虫害的传播。

红外线和可见光中的红光部分能增加植物体的温度，影响新陈代谢的速率。

视觉器官

 营地下生活的哺乳动物

眼睛退化，有的眼表面为皮肤所覆盖，如鼹鼠、鼢鼠等。

夜出活动的啮齿类

如褐家鼠，眼球突出于眼眶外，可从各个方面感受微弱的光线，而且在视网膜上的任何一部分都能成像。

深水弱光带的动物

通常具有特别发达的眼睛，晶状体相对较大，形成外突的鼓眼，如深海大眼鲷，眼睛约占头长的二分之一；生活在大西洋底部

的一种海虾，其眼睛的体积占身体背面的三分之一。

3、光因子主导的动物生态类型

昼行性动物：白天活动，夜间休息，能适应较高光照强度，如大多数鸟类、哺乳类中的灵长类、有蹄类、黄鼠、旱

獭、松鼠，爬行动物蜥蜴和昆虫中的蝶类、蝗虫等。

夜行性动物：适应较弱的光照强度，夜间活动，白天休息，如夜猴、褐家鼠、姬鼠等兽类，鸟类中的夜茑、夜鹰、夜鹭等，昆虫中的蟋蟀和夜蛾等。

晨昏性动物：指喜欢在夜幕降临或破晓之前朦胧光状况下进行活动的动物，如某些蝙蝠、刺猬等。 全昼夜性动物：指全天24h都能活动，既能适应强光也能耐受弱光的动物，如田鼠、紫貂、柞蚕等。

日照长度的变化对动植物都有重要的生态作用，由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变

化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普遍存在的光周期现象。

生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。 长日照植物：日照超过一定数值才开花的植物。如小麦、油菜。

短日照植物 ：短日照短于一定数值才开花的植物，一般需要较长的黑暗才能开花。如苍耳、水稻。 中间性植物：在什么日照条件下都能开花，如黄瓜、番茄、四季豆和蒲公英。 应用：农业上的引种驯化，园艺界控制花卉的开花时间。 鸟类的迁徙及开始生殖的时间 哺乳动物的繁殖和换毛

长日照动物：在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代。如雪貂、野兔。 短日照动物：一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖。如绵羊、山羊和鹿。 鱼类的生殖和迁移。如三刺鱼，光周期----激素变化----含盐量的选择。 昆虫的冬眠和滞育，温度、湿度也有一定影响。如秋季短日照是诱发马铃薯甲虫在土壤中冬眠的主要因素。玉米螟和梨剑纹夜蛾的滞育率则决定于每日的日照时数，同时也与温度有着一定的关系。

二、温度因子的生态作用及生物的适应

(一)温度的生态作用

(二)极端温度对生物的影响 (三)温度与生物的地理分布 (四)温周期现象与生物适应

(一)温度的生态作用

发育起点温度或生物学零度

生物的生长发育要求一定的温度范围，低于某一温度，生物会停止生长发育，高于这一温度，生物才开

始生长发育，这一温度阈值。 有效温度区

每种生物生长发育也有一个温度上限，它通常与生命的温度上限接近。在发育起点温度和温度上限之间的范围。 有效积温

K=N(T-T0)

K：某种生物的有效积温；T：生长期的平均温度；Tn：生物开始生长的初始温度。

积温计算练习题

例：地中海果蝇在26℃条件下发育需20d，在19.5℃需41.7d，计算K与T0值。 解：根据K是热常数的原理，将数据代入公式:

可得，T0=13.5℃，进而求得K=250日度，即地中海果蝇的发育起点温度为13.5℃，完成发育需要的有效积温为250日度。

3、有效积温法则的局限性

发育起点温度通常是在恒温条件下测得的，与自然变温条件下的发育有所出入。

以发育速率与温度呈直线关系为前提，实际上两者间呈¡°S¡±形关系，即在适宜温度的两侧生物发育速度均减慢。

生物发育除需要适宜的温度因子外，同时还受其他因子的制约，综合地起作用。如东亚飞蝗，其卵即使是在适宜温度条件下，如果土壤水分过高或过低，都会延长其孵化期。

(二)极端温度对生物的影响

临界温度

温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这一温度值称为临界温度。 低温对生物的伤害

冷害：是指零度以上的低温对喜温生物的伤害。例如，热带植物丁香，当气温降至6.1℃时，叶片受害呈水渍状，降至3.4℃时，

顶梢干枯，受害更严重。

作用机理：在低温条件下ATP减少，酶活性降低所致。酶系统紊乱导致生物各种生理功能的降低，彼此之间的协调关系受到破

坏。冷害是喜温生物向北方引种和扩大分布区的主要障碍。 霜害

指由于霜的出现而使生物受害，霜是指当气温或地表温度降至零度时空气中过饱和的水汽凝结成的白色冰晶。 作用机理：伴随霜而来的低温冻害，霜害可归在冻害范畴。 冻害

指冰点以下的低温使生物细胞内和细胞间隙形成冰晶而造成的损害。

作用机理：通过两种途径发生作用，即冰晶形成使得原生质膜发生破裂以及原生质的蛋白质失活与变性。 植物

高温主要破坏植物的光合作用和呼吸作用的平衡，使呼吸作用超过光合作用，植物因此萎蔫甚至死亡。 高温还能促进蒸腾作用，破坏水分平衡，促使蛋白质凝固和导致有害代谢产物的积累，从而对植物造成伤害。 动物

破坏动物体内的酶活性，使蛋白质凝固变性，氧供应不足，排泄器官功能失调以及神经系统麻痹等。多数昆虫体温

在高于45~50℃就会死亡；爬行动物的耐受上限为45℃左右；鸟类为46~48℃；哺乳类一般在42℃以上就会死亡。

3、生物对极端温度的适应

生物对低温的适应：保暖、抗冻－－形态、生理 、行为的适应 。

生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热－－形态 、生理 、行为的适应。

（1）形态上的适应

植物：芽和叶片内常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，植物体表面被有蜡粉或密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小常成匍匍状、垫状或莲座状等。 动物：

阿伦规律:恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变短变小的趋势，是减少散热的适应(见图)。

贝格曼规律:生活在寒冷气候地区的同类恒温动物，其身体往往趋向于大，而在温暖气候地区生活者体形则趋向于小。因为个体大的动物，其单位体重的散热量相对较少。

中国南北方几种兽类颅骨比较

（2）生理上的适应 植物

减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪及色素等物质来降低植物的冰点，防止原生质萎缩和蛋白质凝固，增强抗寒能力。

例如鹿蹄草，通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。

 在可见光谱中的吸收带较宽，吸收更多的红外光。例如虎耳草。

动物

局部异温性，即动物的四肢、尾、吻、外耳等部位温度降低，低于体躯中央的温度，并且身体中央温暖的血液很少流到这些部位，从而使这些隔热不良的部位不至于大量散失体热。

(3)行为上的适应－－冬眠／休眠和迁移等 1、温度对植物分布的影响：

在北半球，低温是决定植物水平分布北界和垂直分布上限的主要因素；高温则是决定植物向赤道和低海拔

分布的主要因素。苹果和梨不能在热带地区栽培，就是由于高温的限制；影响温度空间或时间变化的因素常常会加剧或减弱温度对植物分布的限制作用。如，我国江苏省的云台山、山东省的崂山等地，由于局部地势较高且距海较近的影响，虽然地处落叶阔叶林地带，但仍有一些常绿阔叶树种的分布。

2、温度对动物分布的影响：

分布的最北界限通常受最低温度的限制，而分布的南限往往受最高温的限制。如菜粉蝶分布的最南方温度界限是26℃，其卵和幼虫在高于26℃时都会死亡

变温动物：温度往往起直接的限制作用。如各种昆虫的发育需要一定的有效积温，才能完成其生活史

恒温动物：温度的直接限制是比较少见的，但往往也有间接影响。例如，蝙蝠的分布。一般说来，越是高纬度地带，

蝙蝠的种类就越少。

（四）温周期现象与生物适应

2、变温对植物生长的影响 3、休眠

指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态，是抵御不利环境的一种有效的生理机制。 诱发机制

生境的光周期和温度的季节变化，动物内在的生理周期与节律。 作用

使动物最大限度地减少能量消耗。生物的休眠可以使其持续占有一个生境，是对不利环境适应的极为有效的方式。

三、水因子的生态作用及生物的适应

（一）水因子的生态作用

（二）生物体的水分获得与损失途径 （三）生物对水因子的适应

（一）水因子的生态作用



1、水是生物生存的重要条件

    

水是生物体的重要组成部分； 水是很好的溶剂；

水是生物代谢过程的重要原料； 缓和调节体温；

维持细胞和组织的紧张度，使生物保持一定的状态，维持正常的生活。

2、水对动植物生长发育的影响

植物的三基点：最高点、最适点和最低点； 动物的滞育和休眠； 周期性繁殖；

通过调节湿度、降水等影响生物的生态环境，如调节土壤温度、影响肥料的分解和利用，形成微环境、

小气候等，间接地对生物产生影响。

3、水对动植物数量和分布的影响

（二）生物体的水分获得与损失途径

水分的丧失途径

植物－－蒸发（蒸腾作用、扩散作用）失水，分泌失水； 动物－－蒸发失水，排泄、分泌失水； 水分获得途径

植物－－根部吸收，叶面吸收； 动物－－食物，体表吸收，代谢水；

（三）生物对水因子的适应

植物对水因子的适应方式 动物对水因子的适应方式

（1）水生植物对水因子的适应  适应方式

 有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要；

 机械组织不发达或退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动；  叶片多分裂成带状、线状，且薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。  水生植物的生态类型

沉水植物

整株植物沉没在水下，根退化或消失，表皮细胞可直接吸收水中气体、营养物和水分，叶绿体大

而多，适应水中的弱光环境，无性繁殖比有性繁殖发达。如狸藻、金鱼藻和黑藻等。

 浮水植物

叶片漂浮水面，气孔通常分布在叶的上面，维管束和机械组织不发达，无性繁殖速度快，生产力

高。不扎根的浮水植物有凤眼莲、浮萍和无根萍等，扎根的有睡莲和眼子菜等。

 挺水植物

植物体大部分挺出水面，如芦苇、香蒲等。

（2）陆生植物对水因子的适应  陆生植物的水平衡调节机制

 形态适应

发达的根系，如骆驼刺； 叶面小，如仙人掌科植物；

单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲。 具发达的贮水组织，如美洲的仙人掌树。  生理适应

原生质的渗透浓度高，高渗透压使植物根系能够从干旱的土壤中吸收水分，同时不至于发生反渗透现象使植物失水。

 陆生植物的生态类型

 湿生植物

在潮湿环境中生长的陆生植物，抗旱能力小，不能忍受较长时间的水分不足，即抗旱能力最弱

的陆生植物。

 中生植物

生长在水分条件适中生境中的植物。其形态结构及适应性均介于湿生植物和旱生植物之间。  旱生植物

生长在干旱环境中的植物，能长期耐受干旱环境，且能维护水分平衡和正常的生长发育。

 等渗

 体内和体外的渗透压相等，水和盐以大致相等的速度在体内外之间扩散。仅排泄失水，通过食物、

饮水、代谢水获得水，泌盐器官排出多余的盐分。

 高渗

 体内的渗透压高于体外，水由环境中向体内扩散，体内的盐分向外扩散。通过排泄作用排出多余的

水，盐分通过食物和组织摄入。

 低渗

 体内渗透压低于体外，水分向外扩散，盐分进入体内。通过食物、代谢水和饮水获得水，多种多样

的泌盐组织排出多余的盐分。 洄游鱼类：变渗透压（鲅鱼） 调节机制的特征

体表渗透性很低，具有粘液。

由于肾脏活动的调整，能改变尿量，在淡水中排尿量大，在海水中排尿量小。 鳃组织在海水中帮助排出盐，而在淡水中又能摄取盐。 在海水中呑饮大量的海水。



案例2：变渗动物和恒渗动物

变渗动物(渗透压顺应者)：体液渗透压能够随环境渗透压的改变而变化的动物。例如，海星和牡蛎。 恒渗动物(渗透压调节者)：体液渗透压通过自身的调节保持相对稳定，不随外界环境的渗透压而改变的动

物。例如：广盐性洄游鱼类大马哈鱼、江刀。 (2)陆生动物对水因子的适应  失水的主要途径

 皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水；

补充水的主要途径

 食物、代谢水、饮水；  保水机制

 形态适应：减小皮肤的透水性、减少身体的表面蒸发、减少呼吸失水、减少排泄失水。  行为适应：动物的昼伏夜出，迁移，季节性迁徙，暴发性迁徙，如蝗虫。  生理适应：利用代谢水，如骆驼。



四、土壤因子的生态作用及动物的适应

（一）土壤的生态学意义

（二）土壤的物理性质对生物的影响 （三）土壤的化学性质对生物的影响 （四）植物对土壤因子的适应 （五）生物在土壤形成中的作用 (一)土壤因子的生态作用

 为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所。  提供生物生活所必须的矿质元素和水分。  提供植物生长所需的水、热、肥、气。  维持丰富的土壤生物区系。

 生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行(如分解过程、固氮过程)。 (二)土壤的物理性质对生物的影响 1、土壤质地和结构对生物的影响

不同质地和结构中土壤动物的种类和数量明显不同。土壤结构和机械组成直接影响许多土壤动物在土中的运动和挖掘活动。

2、土壤水、气、热状况对生物的影响

 各种盐类的溶解、物质的转化和有机物的分解与合成。  土壤水分还能调节土壤温度。

 土壤干旱不仅影响植物的生长，也威胁着土壤动物的生存，同时好气细菌氧化作用加强，使土壤有机质

的含量急剧下降。土壤动物的垂直迁移。  土壤水分过多或地下水位接近地面时，会引起土壤有机质的嫌气分解，并产生诸如硫化氢的还原物和有

机酸，抑制植物根的生长并使之老化。土壤肥力下降。  土壤动物的发育生殖和数量分布。 (2)土壤空气与生物



在积水和透气不良的情况下，土壤大气的含氧量可降低到10%以下，从而抑制植物根系的呼吸和影响植物正常的生理功能，动物则向土壤表层迁移(如蚯蚓)，以便选择适宜的呼吸条件。当土壤表层变干旱时，土壤动物因呼吸不利而重新由表层转移到深层，空气可沿着动物挖掘或钻行而形成的“虫道”和植物根系向土壤深层扩散。



在通气不良的土壤中，二氧化碳的浓度可达到10%-15%，这会妨碍根系的呼吸，对植物产生毒害作

用；抑制好气性微生物的分解活动，使植物可利用营养物质减少。  土壤通气过分又会使有机物质分解速度过快。  团粒结构的土壤能调节好土壤中水分、空气和微生物活动之间的关系，从而最有利于植物的生长和土

壤动物的生存。 (3)土壤温度与生物  影响植物种子的萌发、扎根出苗，制约土壤盐类的溶解度、气体交换和水分蒸发、有机物的分解和转

化等。  土壤温度高有利于土壤微生物的活动，促进土壤养分的分解和植物的生长，为土壤动物提供丰富的食

物和养分。土壤温度在空间上的垂直变化深刻影响着土壤动物的行为。  不同类型土壤动物对土壤温度的耐受能力是不同的。

(三)土壤的化学性质对生物的影响

土壤酸碱度对土壤肥力、土壤微生物的活动、有机质的合成与分解、营养元素的转化和释放、微量元素的有效性以及土壤动物的分布等都有重要作用，是土壤各种化学性质的综合反应。  土壤酸碱度通过影响矿质盐分的溶解度而影响养分的有效性。  土壤酸碱度对于土壤动物群落组成及其分布有很大的影响，依照它们的适应范围可区分为嗜酸性类群

和嗜碱性类群。  植物所需的碳、氮及各种矿物营养的重要来源，并能与各种微量元素形成络合物，增加微量元素的有

效性。  土壤有机质改善土壤的物理性质和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，促进植物的呼吸作用和新

陈代谢活动，提高酶的活性，有利于植物的生长和养分的吸收。  土壤有机质的含量越多，土壤动物的种类和数量也越多。  有13种元素是植物正常生长发育所不可缺少的，其中大量元素有N、P、K、S、Ca、Mg和Fe，微量

元素有Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl 。  土壤中的无机元素对动物的分布和数量也有一定的影响。 (四)植物对土壤因子的适应

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喜钙植物(碱土植物)：生长在含有大量代换性Ca2+、Mg2+而缺乏代换性H+的钙质土或石灰性土壤上的植物称为喜钙植物，又称钙土植物。它们不能在酸性土壤上生长。

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喜酸植物：仅能生长在酸性或强酸性土壤中，且对Ca2+和HC03-非常敏感，不能耐受高浓度的溶解钙，这类植物称为喜酸植物，又称嫌钙植物。如水藓、铁芒萁、石松、茶树等都是典型的喜酸植物。

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盐生植物(盐土植物)：生长在盐土中并在器官内积聚了相当多盐分的植物，称为盐生植物。又可分为：聚盐性植物(真盐生植物)、泌盐性植物和不透盐性植物。例如：盐爪爪、柽柳等。

砂生植物：生活在以砂粒为基质沙土生境的植物称为砂生植物。这类植物在长期自然适应过程中，形成了抗风蚀沙割、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等等一系列砂生生态特征。例如，沙鞭、沙米等。  植物

从土壤中吸收水分和矿物营养，从大气中吸收二氧化碳，通过光合作用制造有机物，其

代谢产物及其残体则给土壤增添了有机质。  土壤动物

通过在土壤中移动以及粉碎并分解植物残体，不但疏松了土壤，提高了土壤的通气性和

吸水能力，而且混合搅拌了土壤中的有机物和无机物，从而大大改变了土壤的质地结构。  土壤微生物

化学性作用。微生物是有机物质的主要分解者，在氮和硫元素的循环中起关键作用。

其分解代谢产生的碳酸和有机酸还有助于分解土壤矿物质。

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